DE202010016992U1

DE202010016992U1 - Steuereinheit zur Pufferung elektrischer Energie an der Hausverteilung

Info

Publication number: DE202010016992U1
Application number: DE202010016992U
Authority: DE
Original assignee: MUERLE UDO; Muerle Udo
Current assignee: MUERLE UDO; Muerle Udo
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2020-12-24

Abstract

Steuereinheit zur Pufferung elektrischer Energie an der Hausverteilung, dadurch gekennzeichnet, dass Energie aus der Hausverteilung bezogen wird und in diese eingespeist wird. Die Hausverteilung ist der zentrale elektrische Knotenpunkt zwischen Erzeugungszähler und Verbrauchs-/Einspeisezähler, wo die Unterverteilungen der einzelnen Stromkreise ebenfalls angeschlossen sind.

Description

In Verbindung mit lokal erzeugter Energie aus Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen, Generatoren oder anderen Quellen wird elektrische Energie in Akkumulatoren gespeichert, um diese bei Bedarf wieder zur Verfügung zu stellen.
Die Steuereinheit (3) kann die Stromflüsse aus der lokalen Erzeugungsanlage (1), sowie Einspeisung und Bezug aus dem Stromnetz (7) erfassen. Aus diesen Daten wird entsprechend der Steuerungsvorgabe entschieden, ob und wie viel elektrische Energie in die Akkumulatoren (11) geladen wird oder aus diesen in das Hausnetz (4/9) zurückgespeist wird. Es ist auch möglich, den Energieverbrauch der Hausinstallation direkt zu erfassen und in die Steuerung mit einfließen zu lassen.
Die Entscheidung über Menge und Zeitpunkt der zu speichernden oder zurückzuspeisenden elektrischen Energie kann von mehreren anderen Faktoren abhängen, wie zum Beispiel manuelle Vorgabe, Zeit, Tarifvorgabe (aus Tarifschaltgerät 8), benötigte Energiemenge und Anderes.
Wesentlich ist die Anbindung der Speichergruppe, bestehend aus Wechselrichter (10), der Akkumulatoren (11) und anderer teilweise integrierter Komponenten wie Laderegler und ENS, an die Hausinstallation zwischen Erzeugungszähler (2) und Zweirichtungszähler (5), so dass eine korrekte Strommengenerfassung gemäß gesetzlicher Vorgabe und Vorgabe der Versorgungsnetzbetreiber erfolgt. Die Steuerung stellt sicher, dass durch die Rückspeisung aus den Akkumulatoren in das Hausnetz keine formelle Reduzierung des Eigenverbrauchs erfolgt.
Der große Vorteil dieser Methode ist, dass der Wechselrichter (10) direkt an das Hausnetz angeschlossen ist (natürlich über die in den Technischen Anschlussbedingungen definierten Vorgaben) und prinzipiell das gesamte Hausnetz puffert, ohne dass spezielle Stromkreise angeschaltet werden müssen. Dies verkürzt den Installationsaufwand signifikant (es müssen keine Stromkreise verlegt oder umgeklemmt werden). Ebenso maximiert dieses Prinzip die Menge der selbsterzeugten und selbstverbrauchten Energiemenge.
Bei geänderten gesetzlichen oder tariflichen Bedingungen kann die Steuereinheit umprogrammiert werden, um diesen Vorgaben zu genügen und um mögliche weitere Prinzipien der Ertragsmaximierung/Kostenminimierung zu betreiben.
Funktionsbeschreibung
Die lokale Erzeugungsanlage (1) erzeugt elektrische Energie 230 V/400 V ~ Wechselstrom durch Wechselrichter (netzgeführt). Diese Energie wird in Hauptleitungsabzweigklemmen (4) oder Ähnlichem eingespeist.
Die Steuereinheit (3) kann die erzeugte Strommenge erfassen, sowie Strombezug und Einspeisung in das Stromnetz (7). Aus diesen Daten, sowie weiteren Vorgaben trifft die Steuerung eine Entscheidung, ob die Akkumulatoren (11) geladen werden, oder ob die dort gespeicherte Energie in die Hausinstallation zurückgespeist wird. Die Steuerung ist auch in der Lage, die jeweilige Energiemenge stufenweise anzupassen. Eine mögliche Vorgabe für die Steuerung ist zum Beispiel den Eigenverbrauch der selbst erzeugten Energie aus (1) zu maximieren. Die Steuereinheit wird dann bei Erzeugungsüberschuss aus (1) möglichst viel Energie in den Akkumulatoren zwischenspeichern, um diese Energie bei Strombezug aus dem Netz (7) wieder in die Hausinstallation abzugeben, um den Strombezug aus dem Netz (7) weitestmöglich zu reduzieren.
Es ist auch möglich, elektrische Energie aus dem Netz (7) zu beziehen und in die Akkumulatoren zu speichern. Dies ist speziell dann sinnvoll, wenn man entsprechend der Tarifregelung zu bestimmten Zeiten günstig Strom beziehen kann. Diese zwischengespeicherte Energie kann dann bei Bedarf und zum Beispiel zu Hochtarifzeiten lokal verbraucht werden.
Eine weitere Funktion ist die Notstromversorgung/autarke Stromversorgung. Am Anschluss 12 kann elektrische Energie aus den Akkumulatoren bezogen werden, um zum Beispiel sicherheitskritische Anwendungen (Server, Computer, Alarmanlage, medizinische Einrichtungen) mit elektrischer Energie zu versorgen. Bei Stromausfall ist es auch möglich, nach Trennung des Netzes von der Hausinstallation und Umgehung der ENS über den Wechselrichter (10) entsprechend der Maximalleistung des Wechselrichters das gesamte Hausnetz mit elektrischer Energie zu versorgen.
Energiemengen aus den vorhandenen Energiequellen (Netz 7, lokale Erzeugungsanlage 1, Wechselrichter 10) können gemischt werden. Zum Beispiel wenn der Leistungsbedarf im Hausnetz (9) 3 kW ist, die Photovoltaikanlage 2 kW erzeugt, kann der Wechselrichter 500 W zuspeisen, was dann bedeutet, dass aus dem Stromnetz (7) 500 W zufließen und als Verbrauch in 5 erfasst werden.
Bezugszeichenliste

1: Lokale Erzeugungsanlage, wie Photovoltaik, Windkraft, Blockheizkraftwerk oder andere Quellen
2: Einspeisezähler
3: Steuereinheit zur Pufferung elektrischer Energie an der Hausverteilung
4: Hauptleitungsabzweigklemme
5: Zähleinrichtung für Verbrauch und Einspeisung in das Stromnetz
6: Sicherungseinrichtungen
7: Stromnetz
8: Tarifschaltgerät oder andere externe Steuerung
9: Hausverteilung
10: Wechselrichter, Laderegler und ENS (Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordneten Schaltorganen)
11: Akkumulatoren
12: Separate Notstromversorgung

Claims

Steuereinheit zur Pufferung elektrischer Energie an der Hausverteilung, dadurch gekennzeichnet, dass Energie aus der Hausverteilung bezogen wird und in diese eingespeist wird. Die Hausverteilung ist der zentrale elektrische Knotenpunkt zwischen Erzeugungszähler und Verbrauchs-/Einspeisezähler, wo die Unterverteilungen der einzelnen Stromkreise ebenfalls angeschlossen sind.
Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Energiemengen erfasst werden, um zu entschieden, ob Energie in die Akkumulatoren gespeichert oder aus diesen bezogen werden soll. Es können weitere Einflussfaktoren in die Energiesteuerung einfließen, wie zum Beispiel Zeit, Tarif, äußere Vorgaben (Freigabe).
Steuereinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Energiemengen und aktuelle Leistungen definiert und skaliert werden können, die in die Akkumulatoren gespeichert oder aus diesen bezogen werden können.
Steuereinheit nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass individuelle Tarifvereinbarungen mit dem Stromversorger durch Software in einer Programmfunktion oder schaltungstechnisch (Schätzschaltungen) dargestellt werden können.
Steuereinheit nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbindung in ein Hausautomatisierungssystem möglich ist.
Steuereinheit nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine Fernsteuermöglichkeit eingebunden werden kann.
Steuereinheit nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Wechselrichterbaugruppe direkt ansteuert und diese Wechselrichterbaugruppe aus mehreren Komponenten wie Laderegler, Spannungsumsetzer, Netzüberwachung besteht. Die Komponenten können diskret oder integriert aufgebaut sein.